專利名稱:銅合金線,絞合線、同軸電纜、其制造方法及多芯電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及具有高強度、高導電性能,并且在擠壓作業(yè)、軟釬焊作業(yè)之類的施加熱負荷的作業(yè)中其強度也難于降低的、耐熱性能也很優(yōu)異的極細銅合金線、其絞合線、絕緣線、同軸電纜及它們的制造方法以及使用它們制造的多芯電纜。
背景技術(shù):
作為電子設(shè)備用的耐彎曲電纜(例如,自動裝置電纜)或醫(yī)療設(shè)備用的耐彎曲電纜(例如,探頭電纜)等所使用的導體材料,通常使用具有高強度高導電性的合金。
現(xiàn)在,作為以大量生產(chǎn)水平制造的銅合金線,可列舉可以用連續(xù)鑄造及軋制方法生產(chǎn)的經(jīng)濟性優(yōu)良的Cu-Sn合金線及Cu-Sn-In合金線,并廣泛用作電子設(shè)備用及醫(yī)療設(shè)備用的耐彎曲電纜的導體材料。另外,其它的銅合金線也根據(jù)產(chǎn)品成本和銅合金線的各種特性適用于各種領(lǐng)域。
近年來,隨著電子設(shè)備的小型化、輕量化或醫(yī)療設(shè)備的小型化,它們所使用的電線的導體直徑也要求極細,達到導體直徑要求Φ0.03mm以下的程度。隨著超聲波內(nèi)窺鏡頭的復雜化,可以發(fā)現(xiàn)超聲波內(nèi)窺鏡用電纜有進一步向多芯化(200-260芯)的方向發(fā)展的傾向。另一方面,為了減小患者的痛苦,對減小內(nèi)窺鏡頭的直徑也提高了要求。細徑化的要求在實施從血管內(nèi)接近預定的患部的血管內(nèi)手術(shù)時所使用的卷曲電纜等中也是顯著的。
另外,最近不僅要求細徑化,而且為了提高耐彎曲性和增加傳輸容量,也強烈要求開發(fā)同時具有高強度特性和高導電特性的導體材料。
上述的Cu-Sn合金線及Cu-Sn-In合金線由在作為基體金屬的反射爐精煉銅中添加了Sn而生成的銅合金構(gòu)成。然而,Cu-Sn合金線為了增加強度而必須增加Sn的添加量,其結(jié)果,其導電率降低,要兼顧強度和導電率兩方面是困難的。
另一方面,作為同時具有高的強度和高的導電率的銅合金,Cu-Ag合金受到重視。抗拉強度和導電率優(yōu)良的Cu-Ag合金通過例如,將在銅中含有1.0-15重量%的Cu-Ag合金進行如下加工來制造①對鑄造得到的棒材進行冷加工使其斷面收縮率達到70%以上之后,②在400-500℃的溫度下進行1-30小時的熱處理,隨后,③進行斷面收縮率達到95以上的冷加工(參照專利文獻1-日本特開2001-40439號公報)。
另外,也可以按下述方法制造成極細的銅合金絞合線在純銅中添加0.1-1.0重量%的銀形成Cu-Ag合金,再制成直徑為0.01-0.8mm、抗拉強度為600MPa以上的單條線,將這種單條線以預定的條數(shù)絞合后,通過對這種絞合線進行熱處理以消除絞合時的應(yīng)力而制成(參照專利文獻1-日本特開2001-234309號公報)。
將這種由Cu-Ag合金構(gòu)成的極細銅合金線作為耐彎曲電纜使用時,一般是在外層擠壓包覆熔點為300℃左右的絕緣體后使用,但在這種擠壓作業(yè)中,由于包覆時的絕緣體的熱和擠壓機頭部的熱負荷使極細銅合金線的機械特性,尤其是抗拉強度降低。進而,在末端加工中,由于軟釬焊作業(yè)的300-350℃左右的烙鐵的熱而使末端部的極細銅合金線的抗拉強度顯著降低。因此,在擠壓作業(yè)及軟釬焊作業(yè)后,有時則難以保證電氣特性及機械特性兩者,尤其是由于抗拉強度的降低,有時會對電纜及電纜末端加工部分的機械可靠性產(chǎn)生極大的損害。因而,作為對極細銅合金線所要求的特性,不僅要同時具有高的強度和高的導電率,而且還要求其強度不因經(jīng)受擠壓作業(yè)等熱過程而降低的熱穩(wěn)定性。
另外,例如,在超聲波診斷裝置用的探頭電纜或超聲波內(nèi)窺鏡用的電纜中,由于使用直徑為0.025mm以下的極細線,因而,與這樣的導體尺寸相對應(yīng)的電阻則成為問題。具體的是,按照美國線規(guī)(AWG-America Wire Gauge)標準,要求真正達到細徑化和電氣特性好這兩方面的極細銅合金絞合線。AWG標準和絞合線構(gòu)造(絞合線根數(shù)/線徑)的關(guān)系為42AWG(7/0.025),43AWG(7/0.023),44AWG(7/0.020),45AWG(7/0.018),46AWG(7/0.016),48AWG(7/0.013),50A
然而,對于專利文獻1記載的Cu-Ag合金而言,作為要使其達到同時具有高的抗拉強度和高的導電率兩者兼顧的方法,由于是在特定的溫度下對其進行長時間(1-30小時)的熱處理,因而,既降低了生產(chǎn)效率又提高了成本。另外,對于由擠壓作業(yè)等施加的熱負荷時的熱過程而使強度降低,既無任何涉及,也未采取對策。再有,對于與極細直徑的導體尺寸相對應(yīng)的電阻也無任何涉及。
另一方面,在專利文獻2的極細銅合金絞合線中,作為銅合金的添加元素雖然記載有銀,但添加量少到0.1-1.0重量%,并不指望以其來提高強度。另外,在這種極細銅合金絞合線中,雖然以提高塑性變形領(lǐng)域的彎曲特性為目的的主要確保了延伸率特性在5%以上,但對于重視了延伸率特性而言,其抗拉強度必然降低。因此,尤其是對于使用線經(jīng)為0.025mm以下的極細線的電子設(shè)備用電纜或醫(yī)療設(shè)備用電纜,例如超聲波診斷裝置用的探頭電纜或超聲波內(nèi)窺鏡用的電纜用途來說,存在其強度不足,彎曲性不充分的問題。
發(fā)明內(nèi)容
因此,本發(fā)明的目的就在于解決如上所述的問題,提供一種最終線徑在0.025mm以下的極細線,同時具有高強度特性和低電阻特性(高導電性)兩者,并且,在使用了極細線的同軸電纜的擠壓制造作業(yè)及末端部分的軟釬焊作業(yè)等的熱負荷中其強度也難于降低,還同時具有高耐熱性的極細銅合金線、極細銅合金絞合線、極細絕緣性及同軸電纜以及它們的制造方法及使用了它們的多芯電纜。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明的極細銅合金線是線徑為0.010-0.025mm,由含有1-3重量%的銀(Ag)、其余為銅(Cu)及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的極細銅合金線,其抗拉強度為850MPa以上,導電率在85%IACS以上,延伸率為0.5-3.0%;并且,經(jīng)溫度350℃以下、時間5秒鐘以下的加熱處理,加熱處理后的抗拉強度(σh1)相對于加熱處理前的抗拉強度(σh0)的降低率[(1-σh1/σh0)×100%]在2%以下。,可以在在上述合金線的表面形成錫(Sn)、銀(Ag)或鎳(Ni)的鍍層。
可以將多條上述極細銅合金線絞合而成極細銅合金絞合線。上述極細銅合金絞合線,在將7條線徑為0.025mm的上述極細銅合金線絞合而成的絞合線在20℃的電阻為6000Ω/km以下;在將7條線徑為0.023mm的上述極細銅合金線絞合而成的絞合線在20℃的電阻為7000Ω/km以下;在將7條線徑為0.020mm的上述極細銅合金線絞合而成的絞合線在20℃的電阻為9500Ω/km以下;在將7條線徑為0.018mm的上述極細銅合金線絞合而成的絞合線在20℃的電阻為11500Ω/km以下;在將7條線徑為0.016mm的上述極細銅合金線絞合而成的絞合線在20℃的電阻為15000Ω/km以下;在將7條線徑為0.013mm的上述極細銅合金線絞合而成的絞合線在20℃的電阻為22000Ω/km以下;在將7條線徑為0.010mm的上述極細銅合金線絞合而成的絞合線在20℃的電阻為38000Ω/km以下。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明的極細銅合金線的的制造方法,其特征是,在純銅中添加1-3重量%的銀生成銅合金,進行拔絲加工制成線徑為0.010-0.025mm的極細銅合金線后,通過在300-500℃的溫度下進行0.2-5秒的熱處理,使其成為抗拉強度為850MPa以上,導電率在85%IACS以上,延伸率為0.5-3.0%;并且,經(jīng)溫度350℃以下、時間5秒鐘以下的加熱處理,加熱處理后的抗拉強度(σh1)相對于加熱處理前的抗拉強度(σh0)的降低率[(1-σh1/σh0)×100%]在2%以下的極細銅合金線。
(在制成上述線徑為0.010-0.025mm的極細銅合金線后,還可以具有在該極細銅合金線的表面形成錫(Sn)、銀(Ag)、鎳(Ni)的鍍層的工序。
另外,本發(fā)明的極細銅合金絞合線的制造方法的特征是,在純銅中添加1-3重量%的銀生成銅合金,進行拔絲加工制成線徑為0.010-0.025mm的極細銅合金線后,將多條上述極細銅合金線絞合而成極細銅合金絞合線,通過在300-500℃的溫度下進行0.2-5秒的熱處理,從而制成上述極細銅合金絞合線。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明的極細絕緣線的特征是,將多條由含有1-3重量%的銀(Ag)、其余為銅(Cu)及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的線徑為0.010-0.025mm極細銅合金線絞合而形成極細銅合金線絞合線,上述極細銅合金線絞合線的抗拉強度為850MPa以上,導電率在85%IACS以上;并且,在上述極細銅合金絞合線的外周,包覆了厚度0.07mm以下的實心絕緣體而成。
上述極細銅合金絞合線優(yōu)選是經(jīng)熱處理后的絞合線,上述熱處理后的電阻降低率在6%以上,并且,上述熱處理后的抗拉強度降低率為20%以下。
可以在在上述銅合金線的表面形成錫(Sn)、銀(Ag)或鎳(Ni)的鍍層。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明的極細絕緣線的制造方法的特征是,在純銅中添加1-3重量%的銀生成銅合金,進行拔絲加工制成線徑為0.010-0.025mm的極細銅合金線后,將多條上述極細銅合金線絞合而成極細銅合金絞合線,通過在300-500℃的溫度下進行0.2-5秒的熱處理后,再在上述銅合金絞合線的外周包覆厚度為0.07mm以下的實心絕緣體而成。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明的同軸電纜是在上述的極細絕緣線的外周形成沿上述極細絕緣線的長度方向?qū)⒍鄺l導體線卷繞成螺旋狀的外部導體,再在上述外部導體的表面包覆了保護層。
可以做成如下的同軸電纜構(gòu)成上述極細絕緣線的銅合金線的線徑為大于0.021mm而在0.025mm以下的同軸電纜,其電阻為7200Ω/km以下,靜電電容為100-130pF/m,衰減量為0.6-1.0db/m(頻率為10MHz),左右彎曲90度的壽命在彎曲半徑R=2mm、負荷=50g的條件下為20000次以上;構(gòu)成上述極細絕緣線的銅合金線的線徑為大于0.018mm而在0.022mm以下的同軸電纜,其電阻為9500Ω/km以下,靜電電容為100-130pF/m,衰減量為0.8-1.2db/m(頻率為10MHz),左右彎曲90度的壽命在彎曲半徑R=2mm、負荷=50g的條件下為20000次以上;構(gòu)成上述極細絕緣線的銅合金線的線徑為大于0.016mm而在0.020mm以下的同軸電纜,其電阻為12200Ω/km以下,靜電電容為100-130pF/m,衰減量為1.0-1.5db/m(頻率為10MHz),左右彎曲90度的壽命在彎曲半徑R=2mm、負荷=50g的條件下為20000次以上;構(gòu)成上述極細絕緣線的銅合金線的線徑為大于0.014mm而在0.018mm以下的同軸電纜,其電阻為14700Ω/km以下,靜電電容為100-130pF/m,衰減量為1.1-1.6db/m(頻率為10MHz),左右彎曲90度的壽命在彎曲半徑R=2mm、負荷=50g的條件下為30000次以上;構(gòu)成上述極細絕緣線的銅合金線的線徑為大于0.013mm而在0.017mm以下的同軸電纜,其電阻為16500Ω/km以下,靜電電容為100-130pF/m,衰減量為1.3-1.8db/m(頻率為10MHz),左右彎曲90度的壽命在彎曲半徑R=2mm、負荷=20g的條件下為30000次以上;構(gòu)成上述極細絕緣線的銅合金線的線徑為大于0.011mm而在0.015mm以下的同軸電纜,其電阻為22500Ω/km以下,靜電電容為100-130pF/m,衰減量為1.7-2.4db/m(頻率為10MHz),左右彎曲90度的壽命在彎曲半徑R=2mm、負荷=20g的條件下為30000次以上;構(gòu)成上述極細絕緣線的銅合金線的線徑為大于0.010mm而在0.012mm以下的同軸電纜,其電阻為38000Ω/km以下,靜電電容為100-130pF/m,衰減量為2.5-3.8db/m(頻率為10MHz),左右彎曲90度的壽命在彎曲半徑R=2mm、負荷=20g的條件下為10000次以上。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明的同軸電纜的制造方法的特征是在純銅中添加1-3重量%的銀生成銅合金,進行拔絲加工制成線徑為0.010-0.025mm的極細銅合金線后,將多條上述極細銅合金線絞合而成極細銅合金絞合線,通過在300-500℃的溫度下進行0.2-5秒的熱處理后,再在上述銅合金絞合線的外周包覆厚度為0.07mm以下的實心絕緣體而成為極細絕緣線,再在上述極細絕緣線的外周,沿上述極細絕緣線的長度方向?qū)⒍鄺l導體線卷繞成螺旋狀而形成了外部導體后,再在上述外部導體的表面包覆保護層而成。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明的同軸電纜的特征是,將多條由含有1-3重量%的銀(Ag)、其余為銅(Cu)及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的線徑為0.010-0.025mm極細銅合金線絞合而形成極細銅合金線絞合線,上述極細銅合金線絞合線的抗拉強度為850MPa以上,導電率在85%IACS以上;并且,在上述極細銅合金絞合線的外周,包覆泡沫絕緣體,再在上述泡沫絕緣體的外周形成沿上述極細銅合金絞合線的長度方向?qū)⒍鄺l導體線卷繞成螺旋狀而形成外部導體,再在上述外部導體的表面包覆了保護層。
上述極細銅合金絞合線優(yōu)選是經(jīng)熱處理后的絞合線,上述熱處理后的電阻降低率在6%以上,并且,上述熱處理后的抗拉強度降低率為20%以下。
可以在上述銅合金線的表面形成錫(Sn)、銀(Ag)或鎳(Ni)的鍍層。
可以做成如下的同軸電纜上述極細銅合金線的線徑為大于0.021mm而在0.025mm以下的同軸電纜,其電阻為7500Ω/km以下,靜電電容為30-80pF/m;上述極細銅合金線的線徑為大于0.018mm而在0.022mm以下的同軸電纜,其電阻為10000Ω/km以下,靜電電容為30-80pF/m;上述極細銅合金線的線徑為大于0.016mm而在0.020mm以下的同軸電纜,其電阻為13000Ω/km以下,靜電電容為30-80pF/m;上述極細銅合金線的線徑為大于0.014mm而在0.018mm以下的同軸電纜,其電阻為15500Ω/km以下,靜電電容為30-80pF/m;上述極細銅合金線的線徑為大于0.013mm而在0.017mm以下的同軸電纜,其電阻為17000Ω/km以下,靜電電容為30-80pF/m;上述極細銅合金線的線徑為大于0.011mm而在0.015mm以下的同軸電纜,其電阻為23500Ω/km以下,靜電電容為30-80pF/m;上述極細銅合金線的線徑為大于0.010mm而在0.012mm以下的同軸電纜,其電阻為40000Ω/km以下,靜電電容為30-80pF/m。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明的同軸電纜的制造方法的特征是,在純銅中添加1-3重量%的銀生成銅合金,進行拔絲加工制成線徑為0.010-0.025mm的極細銅合金線后,將多條上述極細銅合金線絞合而成極細銅合金絞合線,通過在300-500℃的溫度下進行0.2-5秒的熱處理后,再在上述銅合金絞合線的外周包覆厚度為0.28mm以下的泡沫絕緣體后,形成表皮層,再在該表皮層的外周,沿上述銅合金絞合線的長度方向?qū)⒍鄺l導體線卷繞成螺旋狀而形成外部導體后,再在上述外部導體的表面包覆保護層而成。
進而,可以在張力件或介在芯線的外周,絞合了多條上述的同軸電纜而構(gòu)成多芯電纜。
還可以在張力件或介在芯線的外周,將多條上述同軸電纜及上述的極細絕緣線絞合而構(gòu)成多芯電纜。
還可以在張力件或介在芯線的外周,將多條上述的極細絕緣線絞合而構(gòu)成多芯電纜。
還可以在張力件或介在芯線的外周,將多條上述的同軸電纜捆束而成的同軸電纜單元多個絞合而構(gòu)成多芯電纜。
還可以將多條上述的極細絕緣線以一定間隔的間距卷繞在中心導體線上而構(gòu)成多芯電纜。
還可以將多條上述的同軸電纜以一定間距并列配置而構(gòu)成多芯電纜。
根據(jù)本發(fā)明,可以提供最終線徑為0.025mm以下的極細線,同時具有高強度特性和低電阻特性(高導電性)兩者,即使經(jīng)受熱負荷其強度也難以降低,并具有高耐熱性的極細銅合金線、極細銅合金絞合線、極細絕緣線,同軸電纜及多芯電纜。
圖1是本發(fā)明的一個實施方式的極細銅合金線的橫斷面圖。
圖2是本發(fā)明的一個實施方式的極細銅合金絞合線的橫斷面圖。
圖3是本發(fā)明的一個實施方式的鍍覆極細銅合金線的橫斷面圖。
圖4是本發(fā)明的一個實施方式的鍍覆極細銅合金絞合線的橫斷面圖。
圖5是本發(fā)明的一個實施方式的極細絕緣線的橫斷面圖。
圖6是本發(fā)明的一個實施方式的同軸電纜的橫斷面圖。
圖7是本發(fā)明另一個實施方式的同軸電纜的橫斷面圖。
圖8是本發(fā)明的一個實施方式的多芯電纜的橫斷面圖。
圖9是本發(fā)明的另一個實施方式的多芯電纜的橫斷面圖。
圖10是本發(fā)明的又一個實施方式的多芯電纜的橫斷面圖。
圖11是本發(fā)明的再一個實施方式的多芯電纜的橫斷面圖。
圖12是本發(fā)明的其它實施方式的多芯電纜的側(cè)視圖。
圖13是本發(fā)明的其它實施方式的多芯電纜的斷面圖。
具體實施例方式
第一,說明本發(fā)明的極細銅合金線。
圖1表示本實施方式的極細銅合金線。
這種極細銅合金線1是Cu-Ag合金線,其線徑為0.025-0.010mm,含銀1-3重%,優(yōu)選含銀1.5-2.5重量%,其抗拉強度為850MPa以上,導電率為85%IACS以上,延伸率為0.5-3.0%。
含銀量取1-3重量%的理由是因為,若小于1重量%,強度的提高達不到要求,若超過3重量%,強度雖提高但導電率降低。再有,通過將含銀量優(yōu)選在1.5-2.5重量%的范圍內(nèi),則可以獲得強度特性和導電率特性兩者都優(yōu)良的性能。另外,當抗拉強度取850MPa以上,導電率為85%IACS以上,延伸率為0.5-3.0%時,考慮到用于醫(yī)療設(shè)備用電纜的情況,上述范圍可以滿足彎曲性、電阻、可撓性等各種特性的要求,而在上述范圍外,則不能滿足這些特性。
再有,極細銅合金線1經(jīng)溫度350℃以下,時間5秒以下的加熱處理,加熱處理后的抗拉強度(σh1)相對于加熱處理前的抗拉強度(σh0)的降低率[(1-σh1/σh0)×100%]定為2%以下。
之所以將加熱處理條件定為溫度350℃以下,時間5秒以下是因為,在極細銅合金線及絞合線的電纜制造過程中,例如絕緣體擠壓工序的熱負荷條件在該范圍內(nèi)。另外,之所以將加熱處理后的抗拉強度(σh1)相對于加熱處理前的抗拉強度(σh0)的降低率[(1-σh1/σh0)×100%]定為2%以下,是因為若降低率超過2%,在擠壓工序中會產(chǎn)生斷線,導致電纜特性顯著降低。因此,通過將強度的降低定在上述范圍內(nèi),則能制造不會斷線和性能不會變化的電纜。
第二,說明極細銅合金絞合線。
圖2表示本實施方式的極細銅合金絞合線。
這種極細鯛合金絞合線3將7條圖1所示的極細銅合金線1絞合而成,其線徑和電阻之間具有既定的關(guān)系。
即,這種極細銅合金絞合線3是將7條Cu-Ag合金線,即線徑為0.025-0.010mm,含銀量為1-3重量%,優(yōu)選含銀量為1.5-2.5重量%,抗拉強度為850MPa以上,導電率為85%IACS以上,延伸率為0.5-3.0%的極細銅合金線1絞合而成,其線徑和電阻具有以下的關(guān)系。
7條線徑為0.025mm的絞合線的20℃的電阻為6000Ω/km以下,7條線徑為0.023mm的絞合線的20℃的電阻為7000Ω/km以下,7條線徑為0.020mm的絞合線的20℃的電阻為9500Ω/km以下,7條線徑為0.018mm的絞合線的20℃的電阻為11500Ω/km以下,7條線徑為0.016mm的絞合線的20℃的電阻為15000Ω/km以下,7條線徑為0.013mm的絞合線的20℃的電阻為22000Ω/km以下,7條線徑為0.010mm的絞合線的20℃的電阻為38000Ω/km以下,對每個尺寸都限定了電阻是為了按AWG標準做成真正兼顧了細徑化和電氣特性兩者的極細銅合金絞合線3。
下面,說明形成了鍍層的極細銅合金線、極細銅合金絞合線。
圖3表示鍍覆極細銅合金線的例子。
鍍覆極細銅合金線2是在圖1所示的極細銅合金線1的外周形成鍍層6。鍍層6主要從提高極細銅合金線1的耐蝕性和軟釬焊連接性方面考慮,通常形成由錫(Sn)、銀(Ag)或鎳(Ni)構(gòu)成的鍍層。
另外,如圖4所示,將7條鍍覆極細銅合金線2絞合也可以做成鍍覆極細銅合金絞合線4。
下面,說明本實施方式的極細銅合金線1及極細銅合金絞合線3的制造方法。
首先,在純銅中加入1-3重量%的銀,優(yōu)選加入1.5-2.5重量%的銀,生成銅合金,然后,經(jīng)拔絲加工或者進行中間熱處理制成線徑為0.025-0.010mm的極細線。這時,也可以在加工過程中對線表面進行鍍錫(Sn)、銀(Ag)或鎳(Ni)處理,最終制成線徑為0.025-0.010mm的極細線。
其次,對所得到的極細銅合金線單條線或者將預定條數(shù)的例如7條絞合而成的極細銅合金絞合線在特定條件下進行熱處理。熱處理通過在加熱到300-500℃的加熱爐中移動處理0.2-5秒進行。
作為熱處理條件之所以定為在300-500℃下進行0.2-5秒,是因為若熱處理溫度低于300℃,熱處理時間不足0.2秒,則抗拉強度的降低雖小,但導電率的增加也少而不能得到要求的特性。另外,若熱處理溫度超過500℃,熱處理時間超過5秒,導電率雖然增大,但抗拉強度顯著降低,也不能得到所要求的特性。
具體的是,通過在300-500℃及0.2-5秒的條件下進行熱處理,可以做到使熱處理后的抗拉強度(σa1)相對于熱處理前的抗拉強度(σa0)的降低率[(1-σa1/σa0)×100%]為30%以下,并且,使熱處理后的導電率(ρa1)相對于熱處理前的導電率(ρa0)的增加率[((ρa1)/(ρa0)-1)×100%]為60%以上。
進行以上處理后得到的極細銅合金線或極細銅合金絞合線,其線徑為0.025-0.010mm,含有1-3重量%的銀,優(yōu)選1.5-2.5重量%的銀,其抗拉強度為850MPa以上,導電率為85%IACS以上,延伸率為0.5-3.0%;并且,經(jīng)溫度350°以下,時間5秒以下的加熱處理,其加熱處理后的抗拉強度(σh1)相對于加熱處理前的抗拉強度(σh0)的降低率[(1-σh1/σh0)×100%]在2%以下。
若采用本實施方式,可以得到最終線徑為0.025mm以下的極細線,可以得到同時具有高強度特性和低電阻特性(高導電性)兩者,并且,即使在使用了極細線的同軸電纜的擠壓制造工序等熱負荷中其強度也難以降低,還兼具有高耐熱性的極細銅合金線和極細銅合金絞合線。
因此,若使用這些極細銅合金線、極細銅合金絞合線制造同軸電纜等,就可以很好地適用于要求小型化、細徑化、重量輕、高耐彎曲性,傳輸性能好等性能的電子設(shè)備用及醫(yī)療設(shè)備用電纜。
實施例1制作Cu-Ag合金線。
在無氧銅中加入2.0重量%的銀,延伸率(%)。進而,作為耐熱性的評價,在350℃進行了5秒的加熱處理,比較了其后的抗拉強度的強度變化。再分別進行直到線徑為0.025-0.010mm的拔絲加工,便得到了極細銅合金線。然后,在規(guī)定范圍內(nèi)的熱處理條件下對所得到的極細銅合金線進行熱處理,便制成了極細銅合金線。
對于制得的各尺寸的極細銅合金線,測定了其抗拉強度(MPa),導電率(%IACS),延伸率(%)。進而,作為耐熱性的評價,在350℃進行了5秒的加熱處理,比較了其后的抗拉強度的強度變化。在此,耐熱性以加熱處理后的強度降低率進行了評價,強度降低率為加熱處理后的抗拉強度(σh1)相對于加熱處理前的抗拉強度(σh0)的降低率[(1-σh1/σh0)×100%]。結(jié)果示于表1。
表1
實施例2
下面,說明制作Cu-Ag合金絞合線。
在無氧銅中加入2.0重量%的銀,在固定于真空箱中的石墨坩鍋中加熱熔化后,使用石墨鑄模連續(xù)鑄造制成Φ8.0mm的線坯。其后,經(jīng)拔絲加工、中間退火、拔絲加工、鍍銀工序,隨后,再分別進行直到線徑為0.025-0.010mm的拔絲加工,便得到了極細銅合金線。進而,再將7條所得到的每種尺寸的極細銅合金線進行絞合而得到了極細銅合金絞合線。
對于制得的各尺寸的極細銅合金線,測定了其抗拉強度(MPa),電阻(Ω/km),延伸率(%)。進而,作為耐熱性的評價,在350℃進行了5秒的加熱處理,比較了其后的抗拉強度的強度變化。在此,耐熱性與實施例1同樣,以加熱處理后的強度降低率進行了評價,強度降低率為加熱處理后的抗拉強度(σh1)相對于加熱處理前的抗拉強度(σh0)的降低率[(1-σh1/σh0)×100%]。結(jié)果示于表2。
表2
比較例1
Cu-Ag合金線的制作。
按照本發(fā)明規(guī)定范圍外的銀濃度或熱處理條件制作了極細銅合金線。其它條件與實施例1相同。結(jié)果示于表3。
(052)表3
(054)表4
比較例2Cu-Ag合金絞合線的制作。
按照本發(fā)明規(guī)定范圍外的銀濃度或熱處理條件制作了極細銅合金絞合線。其它條件與實施例2相同。結(jié)果示于表4。
原有例1制作了Cu-Sn合金線。
在無氧銅中加入了0.3重量%的錫,在在固定于真空箱中的石墨坩鍋中加熱熔化后,使用石墨鑄模連續(xù)鑄造制成Φ8.0mm的線坯。其后,經(jīng)拔絲加工、中間退火、拔絲加工、鍍銀工序,隨后進行拉絲加工直到線徑0.023mm,制作了極細銅合金線并進行了與實施例1同樣的評價。進而,再使用本材料按照本發(fā)明的制造條件即熱處理條件制作極細銅合金線,進行了同樣的評價。結(jié)果示于表5。
表5
原有例2Cu-Sn合金絞合線的制作。
在無氧銅中加入了0.3重量%的錫,在在固定于真空箱中的石墨坩鍋中加熱熔化后,使用石墨鑄模連續(xù)鑄造制成Φ8.0mm的線坯。其后,經(jīng)拔絲加工、中間退火、拔絲加工、鍍銀工序,隨后進行拉線加工直到線徑0.023mm,制作了極細銅合金線。其后,將7條極線銅合金線絞合制成極細銅合金絞合線,并進行了與實施例2同樣的評價。進而,再使用本材料按照本發(fā)明的制造條件即熱處理條件制作極細銅合金絞合線,進行了同樣的評價。結(jié)果示于表6。
表6
對以上結(jié)果的評價如下如表1所示,實施例1的極細銅合金線在各種尺寸中都具有抗拉強度為850MPa以上、導電率為85%IACS的高強度、高導電特性,與表5所示的原有例1的特性比較具有明顯的優(yōu)越性。另外表明,即使對原有的Cu-Sn合金線進行了與實施例1同樣的熱處理(表5的NO.2),其導電率雖提高但其抗拉強度大大降低,很難達到同時兼顧這兩方面的特性。
如表2所示,實施例2的極細銅合金絞合線,與表6所示的原有例2的特性比較,由于其抗拉強度高而電阻低,因而最適宜于用作以細徑化為目的的同軸電纜。另外,可以知道,即使對現(xiàn)有的Cu-Sn合金絞合線進行與實施例2同樣的處理(表6的NO.2),其電阻雖變小但抗拉強度大幅度降低,很難達到兼顧兩方面的特性。
另外,實施例2的絞合線的耐熱性,其強度降低率為約1.0%,對熱非常穩(wěn)定;與之相比,原有例2的絞合線的耐熱性(表6的NO.1)為17.5%,其強度顯著降低。再有,即使進行了與實施例2同樣的熱處理(表6的NO.2),強度降低率也大到4.5%。為了評價這些耐熱性的差異,使用實施例2(表2的NO.5)和原有例2(表6的NO.1、2)的極細銅合金絞合線進行了絕緣體的擠壓試驗。其結(jié)果,實施例2(表2的NO.5)的極細銅合金絞合線可以順利地進行擠壓,而原有例2(表6的NO.1、2)的極細銅合金絞合線在擠壓過程中出現(xiàn)斷線。因此,實施例2的極細銅合金絞合線相對于原有例2的極細銅合金絞合線,在耐熱性方面的優(yōu)越性明顯。
表3是按照本發(fā)明規(guī)定的范圍外的條件制成的極細銅合金線的評價結(jié)果。NO.1由于未進行熱處理,其抗拉強度雖高但導電率低,而表示耐熱性的強度降低率也大到5%。NO.2和3的銀的添加濃度在范圍之外,若銀濃度過低則導電率高而強度低,若銀濃度過高則強度高而導電率低。NO.4和5的熱處理時間雖在范圍之內(nèi),但由于熱處理溫度在范圍之外,因而,難于兼顧強度和導電率兩者。NO.6和7的熱處理溫度雖在條件范圍之內(nèi),但因熱處理時間在范圍之外,因而,同樣難于兼顧強度和導電率兩方面的性能。
表4是按照本發(fā)明規(guī)定的范圍外的條件制成的極細銅合金絞合線的評價結(jié)果。NO.1由于未進行熱處理,其抗拉強度雖高但電阻也高,而表示耐熱性的強度降低率也大到5.5%。NO.2和3的銀的添加濃度在范圍之外,若銀濃度過低則電阻低而強度也低,若銀濃度過高則強度高而電阻也高。NO.4和5的熱處理時間雖在范圍之內(nèi),但由于熱處理溫度在范圍之外,因而,難于兼顧強度和導電率兩者。NO.6和7的熱處理溫度雖在條件范圍之內(nèi),但因熱處理時間在范圍之外,因而,同樣難于兼顧強度和導電率兩方面的性能。
下面,說明其它實施方式。作為本發(fā)明的銅合金的添加元素,除銀以外還可以添加總計量為0.02-0.10重量%的從鎂(Mg)、銦(In)中選擇的一種或兩種金屬。增加添加元素,雖然要相應(yīng)增加成本,但可期待進一步提高強度。
第三,說明極細絕緣線。
圖5表示本實施方式的極細絕緣線的斷面圖。
這種極細絕緣線10是通過將7條極細銅合金線1絞合而成的銅合金絞合線3形成內(nèi)部導體,再在該內(nèi)部導體的外周包覆實心絕緣體5a而成。
本發(fā)明的極細絕緣線的制造方法是,在純銅中添加1-3重量%的銀生成銅合金,進行拔絲加工制成線徑為0.010-0.025mm的極細銅合金線后,將多條上述極細銅合金線絞合而成極細銅合金絞合線,通過在300-500℃的溫度下進行0.2-5秒的熱處理后,再在上述銅合金絞合線的外周包覆厚度為0.07mm以下的實心絕緣體而成。
極細銅合金線使用本具體實施方式
第一部分所述的極細銅合金線或帶鍍層的極細銅合金線。極細銅合金絞合線3使用本具體實施方式
第二部分所述的極細銅合金絞合線。
另外,這種極細銅合金絞合線3進行了熱處理,熱處理后的電阻降低率為6%以上,并且,上述熱處理后的抗拉強度降低率為20%以內(nèi)。若熱處理后的電阻降低率小于6%,而上述熱處理后的抗拉強度降低率超過20%,則在擠壓制造作業(yè)或末端部分的軟釬焊作業(yè)中容易產(chǎn)生斷線,難于實現(xiàn)同時具有高強度特性和低電阻特性(高導電性)兩者。
再有,這種銅合金絞合線3的電阻和極細銅合金線1的線徑具有下述關(guān)系。
(1)極細銅合金線1的線徑大于0.021mm而在0.025mm以下時,電阻為7200Ω/km以下。
(2)極細銅合金線1的線徑大于0.018mm而在0.022mm以下時,電阻為9500Ω/km以下。
(3)極細銅合金線1的線徑大于0.016mm而在0.020mm以下時,電阻為12200Ω/km以下。
(4)極細銅合金線1的線徑大于0.014mm而在0.018mm以下時,電阻為14700Ω/km以下。
(5)極細銅合金線1的線徑大于0.013mm而在0.017mm以下時,電阻為16500Ω/km以下。
(6)極細銅合金線1的線徑大于0.011mm而在0.015mm以下時,電阻為22500Ω/km以下。
(7)極細銅合金線1的線徑大于0.010mm而在0.012mm以下時,電阻為38000Ω/km以下。
對每種尺寸的極細銅合金線的電阻進行了限定是為了按AWG標準真正做到同時保證細徑化和電氣特性。
在極細銅合金絞合線3的外周形成有厚度為0.07mm以下的實心絕緣體5a。將厚度定為0.07mm以下是因為按43AWG-50AWG同軸電纜的標準,使靜電電容在100pF/m以上。
作為實心絕緣體5a,可以使用例如從四氟乙烯·全根皮丙基乙烯醚(パ-フロロプロビルビニルエ-テル )共聚物(PFA)、四氟乙烯·六氟丙烯共聚物(FEP)等介電常數(shù)為2.1、熔點在300℃左右的材料中選擇的樹脂。
第四,說明同軸電纜。
圖6是表示本實施方式的同軸電纜20A的斷面圖。
這種同軸電纜20A是在圖5所示的極細絕緣線10的外周將多條導體線13沿極細絕緣線10的長度方向卷繞成螺旋狀而形成外部導體15,再在外部導體15的表面包覆保護層17而成。
同軸電纜20A的制造方法是,在純銅中添加1-3重量%的銀生成銅合金,進行拔絲加工制成線徑為0.010-0.025mm的極細銅合金線后,將多條上述極細銅合金線絞合而成極細銅合金絞合線,通過在300-500℃的溫度下進行0.2-5秒的熱處理后,再在上述銅合金絞合線的外周包覆厚度為0.07mm以下的實心絕緣體而成為極細絕緣線,再在上述極細絕緣線的外周,沿上述極細絕緣線的長度方向?qū)⒍鄺l導體線卷繞成螺旋狀而形成了外部導體后,再在上述外部導體的表面包覆保護層而成。
將許多條(例如30條-60條)鍍Sn銅線、鍍Sn銅合金線、鍍銀銅線、鍍銀銅合金線等導體線13按既定間距橫向卷繞成螺旋狀而形成外部導體15(螺旋屏蔽)。
保護層17可以通過擠壓包覆四氟乙烯·全根皮丙基乙烯醚共聚物(PFA)、四氟乙烯·六氟丙烯共聚物(FEP)、乙烯·四氟乙烯共聚物(ETFE)等進行設(shè)置。
上述同軸電纜20A的靜電電容、衰減量、左右彎曲90度的壽命與極細銅合金線1的線徑具有下述關(guān)系。
①在極細銅合金線1的線徑大于0.021mm而在0.025mm以下時,其靜電電容為100-130pF/m,衰減量為0.6-1.0dB/m(頻率為10MHz),左右彎曲90度的壽命在彎曲半徑R=2mm、負荷=50g的條件下為20000次以上。
②在極細銅合金線1的線徑大于0.018mm而在0.022mm以下時,其靜電電容為100-130pF/m,衰減量為0.8-1.2dB/m(頻率為10MHz),左右彎曲90度的壽命在彎曲半徑R=2mm、負荷=50g的條件下為20000次以上。
③在極細銅合金線1的線徑大于0.016mm而在0.020mm以下時,其靜電電容為100-130pF/m,衰減量為1.0-1.5dB/m(頻率為10MHz),左右彎曲90度的壽命在彎曲半徑R=2mm、負荷=50g的條件下為20000次以上。
④在極細銅合金線1的線徑大于0.014mm而在0.018mm以下時,其靜電電容為100-130pF/m,衰減量為1.1-1.6dB/m(頻率為1 0MHz),左右彎曲90度的壽命在彎曲半徑R=2mm、負荷=50g的條件下為30000次以上。
⑤在極細銅合金線1的線徑大于0.013mm而在0.017mm以下時,其靜電電容為100-130pF/m,衰減量為1.3-1.8dB/m(頻率為10MHz),左右彎曲90度的壽命在彎曲半徑R=2mm、負荷=20g的條件下為30000次以上。
⑥在極細銅合金線1的線徑大于0.011mm而在0.015mm以下時,其靜電電容為100-130pF/m,衰減量為1.7-2.4dB/m(頻率為10MHz),左右彎曲90度的壽命在彎曲半徑R=2mm、負荷=20g的條件下為30000次以上。
⑦在極細銅合金線1的線徑大于0.010mm而在0.012mm以下時,其靜電電容為100-130pF/m,衰減量為2.5-3.8dB/m(頻率為10MHz),左右彎曲90度的壽命在彎曲半徑R=2mm、負荷=20g的條件下為10000次以上。
對于每種尺寸的極細銅合金線的靜電電容、衰減量、左右彎曲90度的壽命進行了限定是為了按AWG標準真正做到同時保證細徑化與電氣特性和機械特性兩者。
圖7是表示本實施方式的另一種同軸電纜20B的斷面圖。
這種同軸電纜20B是在將7條極細銅合金1絞合成的銅合金絞合線(內(nèi)部導體)3的外周包覆泡沫絕緣體5b,再在其外側(cè)形成的表皮層11的外周,將多條導體線13沿銅合金絞合線(內(nèi)部導體)3的長度方向卷繞成螺旋狀而成為外部導體15,再在該外部導體15的表面包覆保護層17而成。
同軸電纜20B的制造方法是,在純銅中添加1-3重量%的銀生成銅合金,進行拔絲加工制成線徑為0.010-0.025mm的極細銅合金線后,將多條上述極細銅合金線絞合而成極細銅合金絞合線,通過在300-500℃的溫度下進行0.2-5秒的熱處理后,再在上述銅合金絞合線的外周包覆厚度為0.28mm以下的泡沫絕緣體后,形成表皮層,再在該表皮層的外周,沿上述銅合金絞合線的長度方向?qū)⒍鄺l導體線卷繞成螺旋狀而形成外部導體后,再在上述外部導體的表面包覆保護層而成。
本實施方式的同軸電纜20B所使用的極細銅合金線1或鍍覆極細銅合金線2因與上述同軸電纜20A相同,因而省略其詳細說明。
本實施方式的同軸電纜20B所使用的內(nèi)部導體與上述同軸電纜20A所使用的極細絕緣線的內(nèi)部導體即極細銅合金絞合線3,除其電阻與極細銅合金線1具有下述關(guān)系外,其余也相同。
①極細銅合金線1的線徑大于0.021mm而在0.025mm以下時,電阻為7500/km以下。
②極細銅合金線1的線徑大于0.018mm而在0.022mm以下時,電阻為10000Ω/km以下。
③極細銅合金線1的線徑大于0.016mm而在0.020mm以下時,電阻為13000Ω/km以下。
④極細銅合金線1的線徑大于0.014mm而在0.018mm以下時,電阻為15500Ω/km以下。
⑤極細銅合金線1的線徑大于0.013mm而在0.017mm以下時,電阻為17000Ω/km以下。
⑥極細銅合金線1的線徑大于0.011mm而在0.015mm以下時,電阻為23500Ω/km以下。
⑦極細銅合金線1的線徑大于0.010mm而在0.012mm以下時,電阻為40000Ω/km以下。
作為泡沫絕緣體5b,可以使用例如,擠壓用泡沫四氟乙烯·全根皮丙基乙烯醚共聚物(PFA)。在極細銅合金絞合線3的外周形成0.28mm以下厚度的泡沫絕緣體5b。之所以定為0.28mm以下的厚度,是為了按照43AWG-50AWG的同軸電纜標準,使靜電電容達到30pF/m以上。
作為表皮層11,可以通過卷繞PET帶或者擠壓包覆四氟乙烯·全根皮丙基乙烯醚共聚物(PFA)、四氟乙烯·六氟丙烯共聚物(FEP)、乙烯·四氟乙烯共聚物(ETFE)進行設(shè)置。
將許多條(例如30條-60條)鍍Sn銅線、鍍Sn銅合金線、鍍銀銅線、鍍銀銅合金線等導體線13按既定間距橫向卷繞成螺旋狀而形成外部導體15(螺旋屏蔽)。
保護層17可以通過卷繞PET帶或者擠壓包覆四氟乙烯·全根皮丙基乙烯醚共聚物(PFA)、四氟乙烯·六氟丙烯共聚物(FEP)、乙烯·四氟乙烯共聚物(ETFE)進行設(shè)置。
同軸電纜20B的靜電電容在極細銅合金線1的線徑為大于0.021mm而在0.025mm以下時,在大于0.018mm而在0.022mm以下時,在大于0.016mm而在0.020mm以下時,在大于0.014mm而在0.018mm以下時,在大于0.013mm而在0.017mm以下時,在大于0.011mm而在0.015mm以下時,在大于0.010mm而在0.012mm以下時均在30-80pF/m,其電容量很低。
下面,列舉制造同軸電纜20A和20B的具體實施例。
實施例343AWG的同軸電纜的制造。
在無氧銅中加入2.0重量%的銀,在固定于真空箱中的石墨坩堝中加熱熔化后,使用石墨鑄模連續(xù)鑄造制成Φ8mm的線坯。其后,經(jīng)拔絲加工、中間退火、拔絲加工,并對最終線材進行鍍Ag使其鍍層厚度達到1μm,再進行拔絲加工達到線徑為0.023mm而得到極細銅合金線。準備7條這種0023mm的鍍Ag的銅合金線(Cu-2%Ag),以1.1mm的間距將其進行絞合,制作成其外徑為0.069mm的絞合線。然后,將所得到的絞合線在加熱到350℃的熱處理爐中進行5種的移動熱處理,得到極細銅合金絞合線。
對這種極細銅合金絞合線測定了熱處理前后的抗拉強度及電阻、熱處理后的導電率,算出了抗拉強度及電阻的變化率。并且,變化率以[(熱處理前的值-熱處理后的值)/熱處理前的熱]×100%的式子進行計算。其結(jié)果示于表7。
進而,在這種絞合線的外周擠壓包覆0.053mm厚度的PFA樹脂而形成了外徑為0.175mm的實心內(nèi)部絕緣體。再在該內(nèi)部絕緣體的外周橫向卷繞線材直徑為0.025mm的Cu-In-Sn合金線(含0.19重量%的Sn和0.20重量%的In)而形成外部導體,再在該外部導體的外周包覆厚度為0.03mm的由PFA樹脂構(gòu)成的保護層,從而得到外徑為0.285mm的同軸電纜20A。
或者,在這種絞合線的外周擠壓包覆厚度為0.07mm的泡沫PFA樹脂而形成了外徑為0.210mm的具有氣泡的內(nèi)部絕緣體。再在該內(nèi)部絕緣體的外周形成0.01mm厚的由PET帶構(gòu)成的表皮層,再在該表皮層的外周橫向卷繞線材直徑為0.025mm的Cu-In-Sn合金線(含0.19重量%的Sn和0.20重量%的In)而形成外部導體,再在該外部導體的外周形成由厚度為0.015mm的PET帶構(gòu)成的保護層,從而得到外徑為0.310mm的同軸電纜20B。
實施例443AWG的同軸電纜的制作。
除了在450℃進行1.5秒的熱處理這點外,進行與實施例1的制造方法相同的處理。
實施例5
43AWG的同軸電纜的制作。
除了在500℃進行0.4秒的熱處理這點外,進行與實施例1的制造方法相同的處理。
實施例644AWG的同軸電纜的制作。
在無氧銅中加入2.0重量%的銀,在固定于真空箱中的石墨坩堝中加熱熔化后,使用石墨鑄模連續(xù)鑄造制成Φ8mm的線坯。其后,經(jīng)拔絲加工、中間退火、拔絲加工,并對最終線材進行鍍Ag使其鍍層厚度達到0.9μm,再進行拔絲加工達到線徑為0.020mm而得到極細銅合金線。準備7條這種0020mm的鍍Ag的銅合金線(Cu-2%Ag),以1.0mm的間距將其進行絞合,制作成其外徑為0.06mm的絞合線。然后,將所得到的絞合線在加熱到350℃的熱處理爐中進行5種的移動熱處理,得到極細銅合金絞合線。
對這種極細銅合金絞合線,與實施例3同樣,測定了熱處理前后的抗拉強度及電阻、熱處理后的導電率,算出了抗拉強度及電阻的變化率。并且,變化率以[(熱處理前的值-熱處理后的值)/熱處理前的熱]×100%的式子進行計算。其結(jié)果示于表7。
進而,在這種絞合線的外周擠壓包覆0.048mm厚度的PFA樹脂而形成了外徑為0.156mm的實心內(nèi)部絕緣體。再在該內(nèi)部絕緣體的外周橫向卷繞線材直徑為0.020mm的Cu-In-Sn合金線(含0.19重量%的Sn和0.20重量%的In)而形成外部導體,再在該外部導體的外周包覆厚度為0.03mm的由PFA樹脂構(gòu)成的保護層,從而得到外徑為0.256mm的同軸電纜20A。
或者,在這種絞合線的外周擠壓包覆0.06mm厚度的泡沫PFA村脂而形成了外徑為0.180mm的具有氣泡的內(nèi)部絕緣體。再在該內(nèi)部絕緣體的外周形成0.01mm厚的由PET帶構(gòu)成的表皮層,再在該表皮層的外周橫向卷繞線材直徑為0.025mm的Cu-In-Sn合金線(含0.19重量%的Sn和0.20重量%的In)而形成外部導體,再在該外部導體的外周形成由厚度為0.015mm的PET帶構(gòu)成的保護層,從而得到外徑為0.280mm的同軸電纜20B。
實施例744AWG的同軸電纜的制作。
除了在450℃進行1.5秒的熱處理這點外,進行與實施例6的制造方法相同的處理。
實施例844AWG的同軸電纜的制作。
除了在500℃進行0.4秒的熱處理這點外,進行與實施例6的制造方法相同的處理。
實施例945AWG的同軸電纜的制作。
在無氧銅中加入2.0重量%的銀,在固定于真空箱中的石墨坩堝中加熱熔化后,使用石墨鑄模連續(xù)鑄造制成Φ8mm的線坯。其后,經(jīng)拔絲加工、中間退火、拔絲加工,并對最終線材進行鍍Ag使其鍍層厚度達到0.8μm,再進行拔絲加工達到線徑為0.018mm而得到極細銅合金線。準備7條這種0018mm的鍍Ag的銅合金線(Cu-2%Ag),以0.8mm的間距將其進行絞合,制作成其外徑為0.054mm的絞合線。然后,將所得到的絞合線在加熱到350℃的熱處理爐中進行5種的移動熱處理,得到極細銅合金絞合線。
對這種極細銅合金絞合線,與實施例3同樣,測定了熱處理前后的抗拉強度及電阻、熱處理后的導電率,算出了抗拉強度及電阻的變化率。并且,變化率以[(熱處理前的值-熱處理后的值)/熱處理前的熱]×100%的式子進行計算。其結(jié)果示于表7。
進而,在這種絞合線的外周擠壓包覆0.038mm厚度的PFA樹脂而形成了外徑為0.130mm的實心內(nèi)部絕緣體。再在該內(nèi)部絕緣體的外周橫向卷繞線材直徑為0.020mm的Cu-In-Sn合金線(含0.19重量%的Sn和0.20重量%的In)而形成外部導體,再在該外部導體的外周包覆厚度為0.025mm的由PFA樹脂構(gòu)成的保護層,從而得到外徑為0.22mm的同軸電纜20A。
或者,在這種絞合線的外周擠壓包覆0.05mm厚度的泡沫PFA村脂而形成了外徑為0.154mm的具有氣泡的內(nèi)部絕緣體。再在該內(nèi)部絕緣體的外周形成0.01mm厚的由PET帶構(gòu)成的表皮層,再在該表皮層的外周橫向卷繞線材直徑為0.020mm的Cu-In-Sn合金線(含0.19重量%的Sn和0.20重量%的In)而形成外部導體,再在該外部導體的外周形成由厚度為0.015mm的PET帶構(gòu)成的保護層,從而得到外徑為0.244mm的同軸電纜20B。
實施例1045AWG的同軸電纜的制作。
除了在450℃進行1.5秒的熱處理這點外,進行與實施例9的制造方法相同的處理。
實施例1145AWG的同軸電纜的制作。
除了在500℃進行0.4秒的熱處理這點外,進行與實施例9的制造方法相同的處理。
實施例1246AWG的同軸電纜的制作。
在無氧銅中加入2.0重量%的銀,在固定于真空箱中的石墨坩堝中加熱熔化后,使用石墨鑄模連續(xù)鑄造制成Φ8mm的線坯。其后,經(jīng)拔絲加工、中間退火、拔絲加工,并對最終線材進行鍍Ag使其鍍層厚度達到0.7μm,再進行拔絲加工達到線徑為0.016mm而得到極細銅合金線。準備7條這種0016mm的鍍Ag的銅合金線(Cu-2%Ag),以0.8mm的間距將其進行絞合,制作成其外徑為0.048mm的絞合線。然后,將所得到的絞合線在加熱到350℃的熱處理爐中進行5種的移動熱處理,得到極細銅合金絞合線。
對這種極細銅合金絞合線,與實施例3同樣,測定了熱處理前后的抗拉強度及電阻、熱處理后的導電率,算出了抗拉強度及電阻的變化率。并且,變化率以[(熱處理前的值-熱處理后的值)/熱處理前的熱]×100%的式子進行計算。其結(jié)果示于表7。
進而,在這種絞合線的外周擠壓包覆0.033mm厚度的PFA樹脂而形成了外徑為0.114mm的實心內(nèi)部絕緣體。再在該內(nèi)部絕緣體的外周橫向卷繞線材直徑為0.020mm的Cu-In-Sn合金線(含0.19重量%的Sn和0.20重量%的In)而形成外部導體,再在該外部導體的外周包覆厚度為0.025mm的由PFA樹脂構(gòu)成的保護層,從而得到外徑為0.204mm的同軸電纜20A。
或者,在這種絞合線的外周擠壓包覆0.04mm厚度的泡沫PFA村脂而形成了外徑為0.128mm的具有氣泡的內(nèi)部絕緣體。再在該內(nèi)部絕緣體的外周形成0.01mm厚的由PET帶構(gòu)成的表皮層,再在該表皮層的外周橫向卷繞線材直徑為0.020mm的Cu-In-Sn合金線(含0.19重量%的Sn和0.20重量%的In)而形成外部導體,再在該外部導體的外周形成由厚度為0.015mm的PET帶構(gòu)成的保護層,從而得到外徑為0.218mm的同軸電纜20B。
實施例1346AWG的同軸電纜的制作。
除了在450℃進行1.5秒的熱處理這點外,進行與實施例12的制造方法相同的處理。
實施例1446AWG的同軸電纜的制作。
除了在500℃進行0.4秒的熱處理這點外,進行與實施例12的制造方法相同的處理。
實施例1547AWG的同軸電纜的制作。
在無氧銅中加入2.0重量%的銀,在固定于真空箱中的石墨坩堝中加熱熔化后,使用石墨鑄模連續(xù)鑄造制成Φ8mm的線坯。其后,經(jīng)拔絲加工、中間退火、拔絲加工,并對最終線材進行鍍Ag使其鍍層厚度達到0.6μm,再進行拔絲加工達到線徑為0.015mm而得到極細銅合金線。準備7條這種0015mm的鍍Ag的銅合金線(Cu-2%Ag),以0.8mm的間距將其進行絞合,制作成其外徑為0.045mm的絞合線。然后,將所得到的絞合線在加熱到350℃的熱處理爐中進行5種的移動熱處理,得到極細銅合金絞合線。
對這種極細銅合金絞合線,與實施例3同樣,測定了熱處理前后的抗拉強度及電阻、熱處理后的導電率,算出了抗拉強度及電阻的變化率。并且,變化率以[(熱處理前的值-熱處理后的值)/熱處理前的熱]×100%的式子進行計算。其結(jié)果示于表7。
進而,在這種絞合線的外周擠壓包覆0.030mm厚度的PFA樹脂而形成了外徑為0.105mm的實心內(nèi)部絕緣體。再在該內(nèi)部絕緣體的外周橫向卷繞線材直徑為0.020mm的Cu-In-Sn合金線(含0.19重量%的Sn和0.20重量%的In)而形成外部導體,再在該外部導體的外周包覆厚度為0.020mm的由PFA樹脂構(gòu)成的保護層,從而得到外徑為0.185mm的同軸電纜20A。
或者,在這種絞合線的外周擠壓包覆0.035mm厚度的泡沫PFA村脂而形成了外徑為0.115mm的具有氣泡的內(nèi)部絕緣體。再在該內(nèi)部絕緣體的外周形成0.01mm厚的由PET帶構(gòu)成的表皮層,再在該表皮層的外周橫向卷繞線材直徑為0.020mm的Cu-In-Sn合金線(含0.19重量%的Sn和0.20重量%的In)而形成外部導體,再在該外部導體的外周形成由厚度為0.015mm的PET帶構(gòu)成的保護層,從而得到外徑為0.205mm的同軸電纜20B。
實施例1647AWG的同軸電纜的制作。
除了在450℃進行1.5秒的熱處理這點外,進行與實施例15的制造方法相同的處理。
實施例1747AWG的同軸電纜的制作。
除了在500℃進行0.4秒的熱處理這點外,進行與實施例15的制造方法相同的處理。
實施例1848AWG的同軸電纜的制作。
在無氧銅中加入2.0重量%的銀,在固定于真空箱中的石墨坩堝中加熱熔化后,使用石墨鑄模連續(xù)鑄造制成Φ8mm的線坯。其后,經(jīng)拔絲加工、中間退火、拔絲加工,并對最終線材進行鍍Ag使其鍍層厚度達到0.5μm,再進行拔絲加工達到線徑為0.013mm而得到極細銅合金線。準備7條這種0013mm的鍍Ag的銅合金線(Cu-2%Ag),以0.7mm的間距將其進行絞合,制作成其外徑為0.039mm的絞合線。然后,將所得到的絞合線在加熱到350℃的熱處理爐中進行5種的移動熱處理,得到極細銅合金絞合線。
對這種極細銅合金絞合線,與實施例3同樣,測定了熱處理前后的抗拉強度及電阻、熱處理后的導電率,算出了抗拉強度及電阻的變化率。并且,變化率以[(熱處理前的值-熱處理后的值)/熱處理前的熱]×100%的式子進行計算。其結(jié)果示于表7。
進而,在這種絞合線的外周擠壓包覆0.030mm厚度的PFA樹脂而形成了外徑為0.105mm的實心內(nèi)部絕緣體。再在該內(nèi)部絕緣體的外周橫向卷繞線材直徑為0.020mm的Cu-In-Sn合金線(含0.19重量%的Sn和0.20重量%的In)而形成外部導體,再在該外部導體的外周包覆厚度為0.020mm的由PFA樹脂構(gòu)成的保護層,從而得到外徑為0.185mm的同軸電纜20A。
或者,在這種絞合線的外周擠壓包覆0.03mm厚度的泡沫PFA村脂而形成了外徑為0.099mm的具有氣泡的內(nèi)部絕緣體。再在該內(nèi)部絕緣體的外周形成0.01mm厚的由PET帶構(gòu)成的表皮層,再在該表皮層的外周橫向卷繞線材直徑為0.016mm的Cu-In-Sn合金線(含0.19重量%的Sn和0.20重量%的In)而形成外部導體,再在該外部導體的外周形成由厚度為0.015mm的PET帶構(gòu)成的保護層,從而得到外徑為0.181mm的同軸電纜20B。
實施例1948AWG的同軸電纜的制作。
除了在450℃進行1.5秒的熱處理這點外,進行與實施例18的制造方法相同的處理。
實施例2048AWG的同軸電纜的制作。
除了在500℃進行0.4秒的熱處理這點外,進行與實施例18的制造方法相同的處理。
實施例2150AWG的同軸電纜的制作。
在無氧銅中加入2.0重量%的銀,在固定于真空箱中的石墨坩堝中加熱熔化后,使用石墨鑄模連續(xù)鑄造制成Φ8mm的線坯。其后,經(jīng)拔絲加工、中間退火、拔絲加工,并對最終線材進行鍍Ag使其鍍層厚度達到0.4μm,再進行拔絲加工達到線徑為0.010mm而得到極細銅合金線。準備7條這種0010mm的鍍Ag的銅合金線(Cu-2%Ag),以0.5mm的間距將其進行絞合,制作成其外徑為0.030mm的絞合線。然后,將所得到的絞合線在加熱到350℃的熱處理爐中進行5種的移動熱處理,得到極細銅合金絞合線。
對這種極細銅合金絞合線,與實施例3同樣,測定了熱處理前后的抗拉強度及電阻、熱處理后的導電率,算出了抗拉強度及電阻的變化率。并且,變化率以[(熱處理前的值-熱處理后的值)/熱處理前的熱]×100%的式子進行計算。其結(jié)果示于表7。
進而,在這種絞合線的外周擠壓包覆0.020mm厚度的PFA樹脂而形成了外徑為0.07mm的實心內(nèi)部絕緣體。再在該內(nèi)部絕緣體的外周橫向卷繞線材直徑為0.013mm的Cu-In-Sn合金線(含0.19重量%的Sn和0.20重量%的In)而形成外部導體,再在該外部導體的外周包覆厚度為0.015mm的由PFA樹脂構(gòu)成的保護層,從而得到外徑為0.126mm的同軸電纜20A。
或者,在這種絞合線的外周擠壓包覆0.025mm厚度的泡沫PFA村脂而形成了外徑為0.08mm的具有氣泡的內(nèi)部絕緣體。再在該內(nèi)部絕緣體的外周形成0.01mm厚的由PET帶構(gòu)成的表皮層,再在該表皮層的外周橫向卷繞線材直徑為0.016mm的Cu-In-Sn合金線(含0.19重量%的Sn和0.20重量%的In)而形成外部導體,再在該外部導體的外周形成由厚度為0.015mm的PET帶構(gòu)成的保護層,從而得到外徑為0.162mm的同軸電纜20B。
實施例2250AWG的同軸電纜的制作。
除了在450℃進行1.5秒的熱處理這點外,進行與實施例21的制造方法相同的處理。
實施例2350AWG的同軸電纜的制作。
除了在500℃進行0.4秒的熱處理這點外,進行與實施例21的制造方法相同的處理。
比較例343AWG的同軸電纜的制作。
除了不進行熱處理這點外,進行與實施例3的制造方法相同的處理。
比較例443AWG的同軸電纜的制作。
除了銀的添加濃度為0.5重量%這點外,進行與實施例4的制造方法相同的處理。
比較例5
43AWG的同軸電纜的制作。
除了銀的添加濃度為3.5重量%這點外,進行與實施例4的制造方法相同的處理。
比較例643AWG的同軸電纜的制作。
除了在250℃進行5.0秒的熱處理這點外,進行與實施例3的制造方法相同的處理。
比較例743AWG的同軸電纜的制作。
除了在600℃進行0.2秒的熱處理這點外,進行與實施例3的制造方法相同的處理。
比較例843AWG的同軸電纜的制作。
除了在450℃進行0.1秒的熱處理這點外,進行與實施例3的制造方法相同的處理。
比較例943AWG的同軸電纜的制作。
除了在450℃進行6.0秒的熱處理這點外,進行與實施例3的制造方法相同的處理。
原有例343AWG的同軸電纜的制作。
除了將添加金屬從Ag替換為0.3重量%的Sn并且不進行熱處理這點外,進行與實施例3的制造方法相同的處理。
原有例443AWG的同軸電纜的制作。
除了將添加金屬從Ag替換為0.3重量%的Sn這點外,進行與實施例3的制造方法相同的處理。
原有例543AWG的同軸電纜的制作。
除了將添加金屬從Ag替換為0.3重量%的Sn這點外,進行與實施例4的制造方法相同的處理。
原有例643AWG的同軸電纜的制作。
除了將添加金屬從Ag替換為0.3重量%的Sn這點外,進行與實施例5的制造方法相同的處理。
比較例1042AWG的同軸電纜的制作。
在無氧銅中加入0.19重量%的Sn和0.20重量%的In,在固定于真空箱中的石墨坩堝中加熱熔化后,使用石墨鑄模連續(xù)鑄造制成Φ8mm的線坯。其后,經(jīng)拔絲加工、中間退火、拔絲加工,并對最終線材進行鍍Ag使其鍍層厚度達到1.1μm,再進行拔絲加工達到線徑為0.025mm而得到極細銅合金線。準備7條這種0025mm的鍍Ag的Cu-In-Sn銅合金線(0.19重量%的Sn、0.20重量%的In),以1.3mm的間距將其進行絞合,制作成其外徑為0.075mm的絞合線。然后,將所得到的絞合線在加熱到350℃的熱處理爐中進行5種的移動熱處理,得到極細銅合金絞合線。
對這種極細銅合金絞合線,與實施例3同樣,測定了熱處理前后的抗拉強度及電阻、熱處理后的導電率,算出了抗拉強度及電阻的變化率。其結(jié)果示于表7。
進而,在這種絞合線的外周擠壓包覆0.006mm厚度的PFA樹脂而形成了外徑為0.195mm的實心內(nèi)部絕緣體。再在該內(nèi)部絕緣體的外周橫向卷繞線材直徑為0.025mm的Cu-In-Sn合金線(含0.19重量%的Sn和0.19重量%的In)而形成外部導體,再在該外部導體的外周包覆厚度為0.003mm的由PFA樹脂構(gòu)成的保護層,從而得到外徑為0.305mm的同軸電纜20A。
或者,在這種絞合線的外周擠壓包覆0.08mm厚度的泡沫PFA村脂而形成了外徑為0.235mm的具有氣泡的內(nèi)部絕緣體。再在該內(nèi)部絕緣體的外周形成0.01mm厚的由PET帶構(gòu)成的表皮層,再在該表皮層的外周橫向卷繞線材直徑為0.025mm的Cu-In-Sn合金線(含0.19重量%的Sn和0.20重量%的In)而形成外部導體,再在該外部導體的外周形成由厚度為0.015mm的PET帶構(gòu)成的保護層,從而得到外徑為0.335mm的同軸電纜20B。
比較例1142AWG的同軸電纜的制作。
除了在450℃進行1.5秒的熱處理這點外,進行與比較例10的制造方法相同的處理。
比較例1242AWG的同軸電纜的制作。
除了在500℃進行0.4秒的熱處理這點外,進行與比較例10的制造方法相同的處理。
比較例1344AWG的同軸電纜的制作。
除了添加0.19重量%的Sn和0.19重量%的In來代替銀這點外,進行與實施例6的制造方法相同的處理。
比較例1444AWG的同軸電纜的制作。
除了在450℃進行1.5秒的熱處理這點外,進行與比較例13的制造方法相同的處理。
比較例1544AWG的同軸電纜的制作。
除了在500℃進行0.4秒的熱處理這點外,進行與比較例13的制造方法相同的處理。
比較例1646AWG的同軸電纜的制作。
除了添加0.19重量%的Sn和0.19重量%的In來代替銀這點外,進行與實施例12的制造方法相同的處理。
比較例1746AWG的同軸電纜的制作。
除了在450℃進行1.5秒的熱處理這點外,進行與比較例16的制造方法相同的處理。
比較例1846AWG的同軸電纜的制作。
除了在500℃進行0.4秒的熱處理這點外,進行與比較例16的制造方法相同的處理。
比較例1948AWG的同軸電纜的制作。
除了添加0.19重量%的Sn和0.19重量%的In來代替銀這點外,進行與實施例18的制造方法相同的處理。
比較例2048AWG的同軸電纜的制作。
除了在450℃進行1.5秒的熱處理這點外,進行與比較例19的制造方法相同的處理。
比較例2148AWG的同軸電纜的制作。
除了在500℃進行0.4秒的熱處理這點外,進行與比較例19的制造方法相同的處理。
比較例2250AWG的同軸電纜的制作。
除了添加0.19重量%的Sn和0.19重量%的In來代替銀這點外,進行與實施例21的制造方法相同的處理。
比較例2350AWG的同軸電纜的制作。
除了在450℃進行1.5秒的熱處理這點外,進行與比較例22的制造方法相同的處理。
比較例2450AWG的同軸電纜的制作。
除了在500℃進行0.4秒的熱處理這點外,進行與比較例22的制造方法相同的處理。
下面,說明對實施例3-23,比較例3-24,原有例3-6的極細銅合金絞合線的評價結(jié)果。
表7表示的是對實施例3-23、比較例3-24、原有例3-6的極細銅合金絞合線進行熱處理前后的抗拉強度及電阻、熱處理后的導電率、抗拉強度、以及抗拉強度及電阻的變化率。
表7 (基于7條線的絞合線的數(shù)據(jù))
*變化率=[(熱處理前的值-熱處理后的值)/熱處理前的值]×100%如表1所示,對于實施例3-5(43AWG)的7條線的絞合線,由于添加金屬濃度和熱處理條件是適當?shù)?,因而,抗拉強度的降低率最多?.9-10.8%,加熱后的抗拉強度為910MPa,超過作為目標值的抗拉強度850MPa。另外,電阻的降低率也顯著地大到6.1-7.3%(電阻變化率6%以上),加熱后的電阻為6450Ω/km,可以得到導電率85%以上的高導電性的線材。
與此相應(yīng),銅錫合金的原有例3-6(43AWG)的7條線的絞合線,其抗拉強度低于850MPa,進而,即使對原有的銅錫合金線同樣進行本發(fā)明的熱處理(原有例3-6),其抗拉強度也大幅度地降低到710-730MPa,電阻的降低率最多不過0.9%,難以達到同時具有高的抗拉強度和高的導電性兩方面的特性。
原有的Cu-Sn-In合金線(參照比較例10-24)的7條線的絞合線,其抗拉強度在加熱后低于850MPa,不能得到高強度的材料。
另外,比較例3由于未進行熱處理,雖然其抗拉強度高,但其電阻高達6870Ω/km,仍不能得到導電率85%以上的高導電性的材料。
比較例4由于銀的添加濃度是0.5重量%而過低,因而,其抗拉強度低于目標值的850MPa,電阻的降低率最高為2%,由此可知,其難以達到同時具有高的抗拉強度和低電阻兩方面的特性。
比較例5由于銀的添加濃度是3.5重量%而過高,因而,其電阻降低率最高才1%,由此可知,其難以達到同時具有高的抗拉強度和低電阻兩方面的特性。
比較例6由于熱處理溫度低到250℃,因而,其電阻降低率最高為0.5%,由此可知,其難以達到同時具有高的抗拉強度和低電阻兩方面的特性。
比較例7由于熱處理溫度高達600℃,因而,其抗拉強度的降低率顯著地高達27.3%,由此可知,其難以達到同時具有高的抗拉強度和低電阻兩方面的特性。
比較例8由于熱處理時間短到0.1秒,因而,其電阻降低率最高為1%,由此可知,其難以達到同時具有高的抗拉強度和低電阻兩方面的特性。
比較例9由于熱處理時間長達6秒,因而,其抗拉強度降低率為22.1%,抗拉強度低到810MPa,由此可知,其難以達到同時具有高的抗拉強度和低電阻兩方面的特性。
若對實施例3-23和比較例10-24進行比較,比較例10-24的絞合線,其電阻降低率最高為0.8-3.2%左右,都為電阻值較高的線材。至于比較例10-比較例24,其抗拉強度還低于目標值850MPa。
也就是說,從表7可知,在如比較例10-24那樣使用Cu-0.19%Sn-0.19%In合金的情況下,無論是否進行熱處理,其抗拉強度都低于實施例3-23,而其電阻也都高于實施例3-23。
另外,如現(xiàn)有技術(shù)中所說明的那樣,原有產(chǎn)品使用未經(jīng)特別加熱處理的Cu-0.19%Sn-0.19%In合金絞合線,沒有進行另外的熱處理。因此,即使在7股絞合線裸線階段具有高導電性和高強度的特性,但因擠壓作業(yè)時產(chǎn)生的加熱(例如400-300℃1秒-5秒),如比較例10-24的合金絞合線所示,其電阻降低率也小,但其抗拉強度卻比加熱前降低。
與之相反,實施例的絞合線,由于在絞合線加工后預先進行了熱處理,因而,可以提供不受擠壓加工時產(chǎn)生的加熱引起的熱過程的影響,在擠壓加工的前后其抗拉強度和電阻兩方面都不會變化的同軸電纜。
根據(jù)表7的結(jié)果,實施例的同軸電纜的電氣特性與線材尺寸較粗的原有的同軸電軸相同(例如,實施例的43AWG、45AWG、47AWG的同軸電纜的電氣特性和機械特性與原有的42 AWG、44 AWG、46 AWG的同軸電纜的電氣特性和機械特性相同)。因此,如43 AWG、45 AWG、47 AWG那樣,通過使用奇數(shù)尺寸的同軸線材,就可以使同軸電纜實現(xiàn)細徑化的同時,還可以防止同軸線材電氣特性的急劇惡化。
下面,說明對實施例3-23、原有例3-6的同軸電纜的評價結(jié)果。
首先,對實施例3-23、比較例3-24、原有例3-6的各種同軸電纜進行了彎曲試驗,評價了彎曲壽命。彎曲試驗是在將試樣電纜(同軸電纜)的一端部固定在彎曲半徑為2mm的夾具上,根據(jù)試樣電纜的尺寸將50gf或20gf的重物懸掛在試樣電纜的另一端上的狀態(tài)下,在試驗速度為30次/分的條件下使試樣在同軸電纜的長度方向上左右90°反復彎曲,測定直到試樣電纜的內(nèi)部導體斷裂的次數(shù)(壽命)的試驗;在試驗時總是對試樣施加數(shù)V的電壓,以電流值與試驗開始時比較降低了20%的時刻作為壽命。表8、表9中的數(shù)值表示的是直到壽命的彎曲次數(shù)。
另外,對實施例3-23、比較例3-24、原有例3-6的各種同軸電纜還評價了靜電電容、衰減量及特征阻抗。
靜電電容的測定是將1m的試樣電纜(同軸電纜)的內(nèi)部導體和外部導體之間與LCR表連接,測定1KHz的靜電電容。另外,用測定用同軸電纜(引線)將1m的試樣電纜兩端的內(nèi)部導體和外部導體之間與網(wǎng)絡(luò)分析儀的發(fā)送端和接收端連接,測定了10MHz的衰減量。并且,在測定試樣的衰減量之前進行校正以排除測定用同軸電纜(引線)的影響。另外,特征阻抗是使用網(wǎng)絡(luò)分析儀測定了在10MHz的數(shù)值。
表8、表9表示了這些電氣特性和機械特性的評價結(jié)果。
表8及表9如下
*括號內(nèi)表示加熱前的彎曲壽命
*括號內(nèi)表示加熱前的彎曲壽命如表8所示,相對于實施例3-5(43 AWG)的同軸電纜20A的彎曲壽命為40900次以上,比較例3-9(43 AWG)及原有例3-6(43 AWG)的彎曲壽命分別為37600次、22300次、38200次、36600次、31400次、36800次、35300次、26500次、19400次、21800次、20400次,由此可知,實施例3-5的同軸電纜的彎曲壽命長,表現(xiàn)出優(yōu)良的彎曲特性。另外,將相同線材尺寸的實施例6-23和比較例13-24進行比較也可知道,實施例的同軸電纜相對于比較例的同軸電纜其彎曲壽命更長,彎曲特性更優(yōu)良。
如表9所示,相對于實施例3-5(43 AWG)的同軸電纜20B的彎曲壽命為20900次以上,比較例3-9(43 AWG)及原有例3-6(43 AWG)的彎曲壽命分別為19600次、12300次、18200次、20600次、12400次、18800次、9300次、16500次、12400次、11900次、12300次,由此可知,實施例3-5的同軸電纜的彎曲壽命長,表現(xiàn)出優(yōu)良的彎曲特性。
另外,將相同線材尺寸的實施例6-23和比較例13-24進行比較也可知道,實施例的同軸電纜相對于比較例的同軸電纜其彎曲壽命更長,彎曲特性更優(yōu)良。
另外,根據(jù)表8、表9的結(jié)果可以確認,實施例3-23的同軸電纜與比較例和原有例的同軸電纜比較,維持了相同的靜電電容和特征阻抗。關(guān)于頻率為10MHz時的衰減量也可以確認,實施例的同軸電纜與相同線材尺寸的原有例和比較例的同軸電纜比較,維持了同等以上的衰減特性。
尤其是,比較例8雖然是42 AWG的同軸電纜,但就彎曲壽命和衰減量與實施例3-5的同軸電纜進行比較時,則可以評價為,在彎曲壽命方面實施例3-5更長,而在衰減量方面大體相等。
另外,參照表7,當將絞合線狀態(tài)的抗拉強度和電阻進行比較時,則可以評價為,在抗拉強度方面實施例3-5更佳,而在電阻方面大體相當。
也就是說,根據(jù)本實施例,根據(jù)顧客的要求等,即使將同軸電纜做成線材尺寸更細,其電氣特性(中心導體電阻、衰減量)也與線材尺寸較粗的比較例相同,可以提供同軸線材的彎曲特性(抗拉強度)比線材尺寸較粗的比較例更高的同軸電纜。因此,在減小同軸電纜的尺寸時,能盡可能地抑制電氣特性(電阻、衰減量)和機械特性(彎曲壽命)的劣化。
其它實施例作為本發(fā)明的銅合金的添加元素,除銀以外,還可以添加以總量計0.02-0.10重量%的從鎂(Mg)銦(In)中選擇的一種或兩種金屬。雖然隨著增加添加元素會增加成本,但可以預期能進一步提高強度。
第五,說明多芯電纜。
首先,說明使用四條同軸電纜的多芯電纜。
圖8表示的是本發(fā)明的一個實施方式的多芯電纜的斷面圖。
這種多芯電纜30在張力件31(或介在芯線)的外周將圖6所示的同軸電纜20A或圖7所示的同軸電纜20B四條配置在同心圓上并進行絞合,然后卷繞捆扎帶33,再在其外周設(shè)置屏蔽層35和外殼層37。
捆扎帶33的卷厚為例如0.05mm。另外,作為屏蔽層35使用例如厚度為0.05mm的將鍍Sn軟銅線進行了編織的編織線。屏蔽層35也可以使用其它交叉卷繞的屏蔽層。外殼層37可以通過卷繞PET帶,或者擠壓包覆四氟乙烯·全根皮丙基乙烯醚共聚物(PFA)、四氟乙烯·六氟丙烯共聚物(FEP)、乙烯·四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚氯乙烯(PVC)等來設(shè)置。
此外,圖8中表示的雖是將同軸電纜20A或20B在同心圓上配置一層而進行絞合的構(gòu)造,但也可使用更多的同軸電纜20A或20B配置成兩層以上進行絞合。
其次,說明使用了三條同軸電纜和一條極細絕緣線的多芯電纜。
圖9表示的是本發(fā)明的另一實施方式的多芯電纜的斷面圖。
這種多芯電纜40是在張力元件31(或介在芯線)的外周將圖6所示的同軸電纜20A或圖7所示的同軸電纜20B三條和圖5所示的極細絕緣線10一條配置在同心圓上并進行絞合,再卷繞捆扎帶33,進而,再在其外周設(shè)置屏蔽層35及外殼層37而制成的復合電纜。
并且,圖9雖然使用3條同軸電纜20A或20B和1條極細絕緣線10,但同軸電20A或20B與極細絕緣線10的比例可根據(jù)需要任意變更。另外,圖9雖然表示的是將同軸電纜20A或20B和極細絕緣線10在同心圓上配置一層并絞合而成的結(jié)構(gòu),但也可以使用更多的同軸電纜20A或20B和極細絕緣線10配置成二層以上絞合而成的結(jié)構(gòu)。
接著,說明使用了四條極細絕緣線的多芯電纜。
圖10表示的是又一個實施方式的多芯電纜的斷面圖。
這種多芯電纜50是在張力件31(或介在芯線)的外周將圖5所示的極細絕緣線10四條配置在同心圓上并進行絞合,再卷繞捆扎帶33,進而,再在其外側(cè)設(shè)置屏蔽層35及外殼層37制成的差動傳輸用電纜。
并且,圖10雖然表示的是在同心圓上配置一層極細絕緣線10絞合而成的結(jié)構(gòu),但也可以使用更多的極細絕緣線10配置成二層以上絞合而成的結(jié)構(gòu)。
下面,說明使用了四組同軸電纜單元的多芯電纜。
圖11表示的是再一個實施方式的多芯電纜的斷面圖。
這種多芯電纜60是將多條圖6所示的同軸電纜20A或圖7所示的同軸電纜20B捆束而成同軸電纜單元61,再在張力件31(或介在芯線)的外周會聚多組這種同軸電纜單元61并進行絞合,再卷繞捆扎帶33,進而,再在其外側(cè)設(shè)置屏蔽層35及外殼層37而制成。
下面,說明螺旋線式的多芯電纜。
圖12表示的是其它實施方式的多芯電纜的側(cè)視圖。
這種多芯電纜70是準備兩條圖5所示的極細絕緣線10,兩條線間具有一定間隔,并以一定間距卷繞在中心導體線71上制成螺旋線。作為中心導體71,可以使用例如線徑為0.16mm的鍍銀銅線。另外,也可以將兩條極細絕緣線10先絞合在一起,再以一定的間距卷繞1條或2條這樣的絞合線來代替卷繞2條極細絕緣線10。
下面,說明帶形電纜式多芯電纜。
圖13表示的是其它實施方式的多芯電纜的斷面圖。
這種多芯電纜80是將多條圖6所示的同軸電纜20A或圖7所示的同軸電纜20B以一定的間距并列配置,再在其并列體的兩面粘貼粘結(jié)帶81而制成的多芯帶形電纜。
權(quán)利要求
1.一種極細銅合金線,其特性在于它是線徑為0.010-0.025mm,由含有1-3重量%的銀(Ag)、其余為銅(Cu)及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的極細銅合金線,其抗拉強度為850MPa以上,導電率在85%IACS以上,延伸率為0.5-3.0%;并且,經(jīng)溫度350℃以下、時間5秒鐘以下的加熱處理,加熱處理后的抗拉強度(σh1)相對于加熱處理前的抗拉強度(σh0)的降低率[(1-σh1/σh0)×100%]在2%以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極細銅合金線,其特性在于在上述合金線的表面形成錫(Sn)、銀(Ag)或鎳(Ni)的鍍層。
3.一種極細銅合金絞合線,其特征在于將多條權(quán)利要求1或2所述的極細銅合金線絞合而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的極細銅合金絞合線,其特征在于是將7條線徑為0.025mm的上述極細銅合金線絞合而成的絞合線,在20℃的電阻為6000Ω/km以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的極細銅合金絞合線,其特征在于是將7條線徑為0.023mm的上述極細銅合金線絞合而成的絞合線,在20℃的電阻為7000Ω/km以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的極細銅合金絞合線,其特征在于是將7條線徑為0.020mm的上述極細銅合金線絞合而成的絞合線,在20℃的電阻為9500Ω/km以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的極細銅合金絞合線,其特征在于是將7條線徑為0.018mm的上述極細銅合金線絞合而成的絞合線,在20℃的電阻為11500Ω/km以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的極細銅合金絞合線,其特征在于是將7條線徑為0.016mm的上述極細銅合金線絞合而成的絞合線,在20℃的電阻為15000Ω/km以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的極細銅合金絞合線,其特征在于是將7條線徑為0.013mm的上述極細銅合金線絞合而成的絞合線,在20℃的電阻為22000Ω/km以下。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的極細銅合金絞合線,其特征在于是將7條線徑為0.010mm的上述極細銅合金線絞合而成的絞合線,在20℃的電阻為38000Ω/km以下。
11.一種極細絕緣線,其特征在于它是將由含有1-3重量%的銀(Ag)、其余為銅(Cu)及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的線徑為0.010-0.025mm的多條極細銅合金線進行絞合而形成極細銅合金絞合線,上述極細銅合金絞合線的抗拉強度為850MPa以上,導電率在85%IACS以上,并在上述銅合金絞合線的外周包覆了厚度為0.07mm以下的實心絕緣體。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的極細絕緣線,其特征在于上述極細銅合金絞合線是經(jīng)熱處理后的絞合線,上述熱處理后的電阻降低率在6%以上,并且,上述熱處理后的抗拉強度降低率為20%以下。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的極細絕緣線,其特征在于在上述銅合金線的表面形成了錫(Sn)、銀(Ag)或鎳(Ni)的鍍層。
14.一種同軸電纜,其特征在于在權(quán)利要求11-13中任何一項所述的極細絕緣線的外周形成沿上述極細絕緣線的長度方向?qū)⒍鄺l導體線卷繞成螺旋狀的外部導體,再在上述外部導體的表面包覆了保護層。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的同軸電纜,其特征在于構(gòu)成上述極細絕緣線的銅合金線的線徑為大于0.021mm而在0.025mm以下,其電阻為7200Ω/km以下,靜電電容為100-130pF/m,衰減量為0.6-1.0db/m(頻率為10MHz),左右彎曲90度的壽命在彎曲半徑R=2mm、負荷=50g的條件下為20000次以上。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的同軸電纜,其特征在于構(gòu)成上述極細絕緣線的銅合金線的線徑為大于0.018mm而在0.022mm以下,其電阻為9500Ω/km以下,靜電電容為100-130pF/m,衰減量為0.8-1.2db/m(頻率為10MHz),左右彎曲90度的壽命在彎曲半徑R=2mm、負荷=50g的條件下為20000次以上。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的同軸電纜,其特征在于構(gòu)成上述極細絕緣線的銅合金線的線徑為大于0.016mm而在0.020mm以下,其電阻為12200Ω/km以下,靜電電容為100-130pF/m,衰減量為1.0-1.5db/m(頻率為10MHz),左右彎曲90度的壽命在彎曲半徑R=2mm、負荷=50g的條件下為20000次以上。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的同軸電纜,其特征在于構(gòu)成上述極細絕緣線的銅合金線的線徑為大于0.014mm而在0.018mm以下,其電阻為14700Ω/km以下,靜電電容為100-130pF/m,衰減量為1.1-1.6db/m(頻率為10MHz),左右彎曲90度的壽命在彎曲半徑R=2mm、負荷=50g的條件下為30000次以上。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的同軸電纜,其特征在于構(gòu)成上述極細絕緣線的銅合金線的線徑為大于0.013mm而在0.017mm以下,其電阻為16500Ω/km以下,靜電電容為100-130pF/m,衰減量為1.3-1.8db/m(頻率為10MHz),左右彎曲90度的壽命在彎曲半徑R=2mm、負荷=20g的條件下為30000次以上。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的同軸電纜,其特征在于構(gòu)成上述極細絕緣線的銅合金線的線徑為大于0.011mm而在0.015mm以下,其電阻為22500Ω/km以下,靜電電容為100-130pF/m,衰減量為1.7-2.4db/m(頻率為10MHz),左右彎曲90度的壽命在彎曲半徑R=2mm、負荷=20g的條件下為30000次以上。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的同軸電纜,其特征在于構(gòu)成上述極細絕緣線的銅合金線的線徑為大于0.010mm而在0.012mm以下,其電阻為38000Ω/km以下,靜電電容為100-130pF/m,衰減量為2.5-3.8db/m(頻率為10MHz),左右彎曲90度的壽命在彎曲半徑R=2mm、負荷=20g的條件下為10000次以上。
22.一種同軸電纜,其特征在于在上述權(quán)利要求3-10中任何一項所述的極細銅合金絞合線的外周,包覆泡沫絕緣體,再在上述泡沫絕緣體的外周形成沿上述極細銅合金絞合線的長度方向?qū)⒍鄺l導體線卷繞成螺旋狀的外部導體,再在上述外部導體的表面包覆了保護層。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的同軸電纜,其特征在于上述極細銅合金絞合線是經(jīng)熱處理后的絞合線,上述熱處理后的電阻降低率在6%以上,并且,上述熱處理后的抗拉強度降低率為20%以下。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的同軸電纜,其特征在于在上述銅合金線的表面形成了錫(Sn)、銀(Ag)或鎳(Ni)的鍍層。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的同軸電纜,其特征在于上述極細銅合金線的線徑為大于0.021mm而在0.025mm以下,其電阻為7500Ω/km以下,靜電電容為30-80pF/m。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的同軸電纜,其特征在于上述極細銅合金線的線徑為大于0.018mm而在0.022mm以下,其電阻為10000Ω/km以下,靜電電容為30-80pF/m。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的同軸電纜,其特征在于上述極細銅合金線的線徑為大于0.016mm而在0.020mm以下,其電阻為13000Ω/km以下,靜電電容為30-80pF/m。
28.根據(jù)權(quán)利要求22所述的同軸電纜,其特征在于上述極細銅合金線的線徑為大于0.014mm而在0.018mm以下,其電阻為15500Ω/km以下,靜電電容為30-80pF/m。
29.根據(jù)權(quán)利要求22所述的同軸電纜,其特征在于上述極細銅合金線的線徑為大于0.013mm而在0.017mm以下,其電阻為17000Ω/km以下,靜電電容為30-80pF/m。
30.根據(jù)權(quán)利要求22所述的同軸電纜,其特征在于上述極細銅合金線的線徑為大于0.011mm而在0.015mm以下,其電阻為23500Ω/km以下,靜電電容為30-80pF/m。
31.根據(jù)權(quán)利要求22所述的同軸電纜,其特征在于上述極細銅合金線的線徑為大于0.010mm而在0.012mm以下,其電阻為40000Ω/km以下,靜電電容為30-80pF/m。
32.一種多芯電纜,其特征在于在張力件或介在芯線的外周,絞合了多條權(quán)利要求14或22所述的同軸電纜而成。
33.一種多芯電纜,其特征在于在張力件或介在芯線的外周,將多條上述權(quán)利要求14的同軸電纜及權(quán)利要求11-13中任何一項所述的極細絕緣線絞合而成。
34.一種多芯電纜,其特征在于在張力件或介在芯線的外周,將多條上述權(quán)利要求11-13中任何一項所述的極細絕緣線絞合而成。
35.一種多芯電纜,其特征在于在張力件或介在芯線的外周,將多條上述權(quán)利要求14或22所述的同軸電纜捆束而成的同軸電纜單元多個絞合而成。
36.一種多芯電纜,其特征在于將多條上述權(quán)利要求11-13中任何一項所述的極細絕緣線以一定間隔的間距卷繞在中心導體上而成。
37.一種多芯電纜,其特征在于將多條上述權(quán)利要求14或22所述的同軸電纜以一定間距并列配置而成。
38.一種極細銅合金線的制造方法,其特征在于在純銅中添加1-3重量%的銀生成銅合金,進行拔絲加工制成線徑為0.010-0.025mm的極細銅合金線后,通過在300-500℃的溫度下進行0.2-5秒的熱處理,使其成為抗拉強度為850MPa以上,導電率在85%IACS以上,延伸率為0.5-3.0%;并且,經(jīng)溫度350℃以下、時間5秒鐘以下的加熱處理,加熱處理后的抗拉強度(σh1)相對于加熱處理前的抗拉強度(σh0)的降低率[(1-σh1/σh0)×100%]在2%以下的極細銅合金線。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的極細銅合金線的制造方法,其特征在于還具有在制成上述線徑為0.010-0.025mm的極細銅合金線后,再在該極細銅合金線的表面形成錫(Sn)、銀(Ag)、鎳(Ni)的鍍層的工序。
40.一種極細銅合金絞合線的制造方法,其特征在于在純銅中添加1-3重量%的銀生成銅合金,進行拔絲加工制成線徑為0.010-0.025mm的極細銅合金線后,將多條上述極細銅合金線絞合而成極細銅合金絞合線,通過在300-500℃的溫度下進行0.2-5秒的熱處理,從而制成上述權(quán)利要求4-10中任何一項所述的極細銅合金絞合線。
41.一種極細絕緣線的制造方法,其特征在于在純銅中添加1-3重量%的銀生成銅合金,進行拔絲加工制成線徑為0.010-0.025mm的極細銅合金線后,將多條上述極細銅合金線絞合而成極細銅合金絞合線,通過在300-500℃的溫度下進行0.2-5秒的熱處理后,再在上述銅合金絞合線的外周包覆厚度為0.07mm以下的實心絕緣體而成。
42.一種同軸電纜的制造方法,其特征在于在純銅中添加1-3重量%的銀生成銅合金,進行拔絲加工制成線徑為0.010-0.025mm的極細銅合金線后,將多條上述極細銅合金線絞合而成極細銅合金絞合線,通過在300-500℃的溫度下進行0.2-5秒的熱處理后,再在上述銅合金絞合線的外周包覆厚度為0.07mm以下的實心絕緣體而成為極細絕緣線,再在上述極細絕緣線的外周,沿上述極細絕緣線的長度方向?qū)⒍鄺l導體線卷繞成螺旋狀而形成了外部導體后,再在上述外部導體的表面包覆保護層而成。
43.一種同軸電纜的制造方法,其特征在于在純銅中添加1-3重量%的銀生成銅合金,進行拔絲加工制成線徑為0.010-0.025mm的極細銅合金線后,將多條上述極細銅合金線絞合而成極細銅合金絞合線,通過在300-500℃的溫度下進行0.2-5秒的熱處理后,再在上述銅合金絞合線的外周包覆厚度為0.28mm以下的泡沫絕緣體后,形成表皮層,再在該表皮層的外周,沿上述銅合金絞合線的長度方向?qū)⒍鄺l導體線卷繞成螺旋狀而形成外部導體后,再在上述外部導體的表面包覆保護層而成。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種同時具有高強度特性和低電阻特性,并具有高耐熱性的極細銅合金線、極細銅合金絞合線、極細絕緣性及同軸電纜以及它們的制造方法及其多芯電纜。極細銅合金線在銅中含有1-3重量%的銀,線徑小于0.025mm,通過熱處理,其抗拉強度為850MPa以上,導電率在85%IACS以上;同軸電纜(20A)由將7條極細銅合金線(1)絞合而成的極細銅合金絞合線(3)形成內(nèi)部導體,再在該內(nèi)部導體的外周包覆實心絕緣體(5a)而成為極細絕緣線(10),再在極細絕緣線的外周,沿極細絕緣線的長度方向?qū)⒍鄺l導體線(13)卷繞成螺旋狀而形成外部導體(15)后,再在外部導體的表面包覆保護層(17)而成。
文檔編號H01B13/02GK1988055SQ200610168770
公開日2007年6月27日 申請日期2006年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月20日
發(fā)明者黃得天, 黑田洋光, 松井量, 瀨谷修, 岡田良平, 增井信一, 中川龍二, 沖川寬 申請人:日立電線株式會社